Солнечная система

Солнечная система

Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.

Планеты Солнечной  системы: планеты  земной  группы  и  планеты-гиганты, малые тела солнечной системы.

            Солнечная система (С.с.) – это все космические тела, которые вращаются вокруг Солнца согласно своим четко заданным траекториям. К ним относятся 8 планет и их спутники (их состав время от времени меняется, так как некоторые объекты открываются, другие теряют свой статус, пример по планетам – Плутон, по спутникам планет – примеров больше), множество комет, астероидов и метеоритов.

Краткая характеристика планет

1. Меркурий. Это планета ближе всех расположена к Солнцу, во всей системе она считается самой маленькой. Поверхность Меркурия твердая, как и у всех четырех внутренних планет (ближе всех расположенных к центру). Он имеет самую высокую скорость вращения. Днем планета практически горит под солнечными лучами (+350 С), а ночью промерзает (-170 С).

 2. Венера. Эта планета больше других походит на Землю своими размерами и яркостью. Вокруг нее всегда много облаков, что затрудняет наблюдение. Вся поверхность Венеры представляет собой раскаленную каменистую пустыню.

 3. Земля – единственная планета, на которой есть вода, следовательно, и жизнь. Она имеет идеальное расположение по отношению к Солнцу: достаточно близко, чтобы получать свет и тепло в нужном количестве, и достаточно далеко, чтобы не сгорать от лучей. У Земли есть один спутник – Луна.

 4. Марс. Некоторые ученые предполагали, что на этой планете также существует жизнь, потому что она имеет ряд сходств с Землей. Но многочисленные исследования не обнаружили там признаков жизни. На даны момент известно два естественных спутника Марса: Фобос и Деймос.

 5. Юпитер – самая крупная планета Солнечной системы, в 10 раз превосходящая Землю в диаметре и в 300 раз в массе. Состоит Юпитер из водорода, гелия и других газов, имеет 16 спутников.

 6. Сатурн – самая интересная для детей планета, так как имеет кольца, которые образуются из пыли, камней и льда. Вокруг Сатурна вращается три основных кольца, толщина которых около 30 метров.

 7. Уран. Эта планета также имеет кольца, но увидеть их гораздо сложнее, они проявляются только в определенное время. Основная особенность Урана – это его манера вращения, выполняемая в режиме «лежа на боку».

 8. Нептун. Астрономия называют эту планету то последней в Солнечной системе (С.с.), то предпоследней. Обнаружили Нептун только в 1989 году, так как он располагается очень далеко от Солнца. Поверхность его из космоса выглядит голубой, что не может не поражать нас.

9. До 2006 года планет С.с. было 9, в их состав входил еще Плутон. Но согласно последним научным данным, этот космический объект перестали называть планетой. А совсем недавно предложили снова Плутон называть планетой

В Солнечной системе планеты являются вторыми по значимости (после Солнца), потому что они – самые массивные тела, находящиеся на орбитах вокруг Солнца (т.е. вращающиеся, - каждая по своей орбите). Все орбиты представляют собой эллипсы.

Планеты в Солнечной системе собрались в две «группы»:

1)                  Более близкой к Солнцу является четверка планет земной группы. Они получили свое название за сходство с нашей планетой Земля.

2)                   На уже значительно больших расстояниях от центрального светила (Солнца) расположились планеты-гиганты. Их тоже четыре (Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Есть еще девятая, - самая дальняя от Солнца – Плутон, которую то включают в число планет С.с., то исключают из этого числа по признаку того, что Плутон не соответствует определению понятия «планеты С.с.», поскольку «не очистил» свою орбиту от окружающих объектов пояса Койпера.

Чем же эти две группы 1) и 2) планет С.с. друг от друга отличаются?

1.                  Планеты земной группы (П.з.г.)

            Меркурий, Венера, Земля и Марс (в порядке удаленности от Солнца). При исследовании этих планет выяснилось, что все они обладают малыми размерами и, главное, малыми массами. Самая массивная из планет земной группы – Земля – в 330 000 раз легче Солнца. Однако плотность планет земной группы довольно велика: в среднем, она в пять раз больше плотности воды.

Эти четыре планеты имеют твердую поверхность. (Впрочем, Земля, скорее, обладает поверхностью жидкой. Однако у океанов есть твердое дно).

Планеты земной группы (П.з.г.) довольно-таки по-разному вращаются вокруг своей оси: один оборот длится от 24 часов для Земли и до 243-х суток у Венеры. Венера – самая медленная планета С.с. скорость вращения Венеры вокруг своей оси 6,5 км/ч..

Оборот вокруг своей оси занимает у Марса 24 часа, 37 минут и 22 секунды.

У планет есть атмосферы: довольно плотная у Венеры и почти незаметная у Меркурия. Можно даже, не боясь сильно ошибиться, сказать, что Меркурий атмосферы не имеет. В этом показателе ближе к Венере, а Марс занимает промежуточное положение между нашей планетой и Меркурием. Состоят эти атмосферы из веществ, молекулы которых относительно тяжелы. В атмосферах Земли, Венеры, Марса можно обнаружить углекислый газ, водяные пары, азот. Меркурий забирает частицы для своей воздушной оболочки из солнечного ветра, а потому в атмосфере планеты, напротив, много легкого гелия. Но гелий в атмосфере не задерживается и улетучивается, на место утраченных частиц Меркурий «приглашает» из окружающего пространства новые. Атмосфера у Меркурия, как бы, не своя.

Схож и химический состав планет п.з.г. Они, в основном, состоят из соединений кремния (силикатов) и железа. Остальные элементы, конечно, тоже присутствуют, но их относительно немного.

Строение п.з.г. также одинаково. В центре планет есть железные ядра разной массы. По-видимому, только Венера не имеет расплавленного железного ядра. У остальных часть его находится в жидком состоянии. Выше ядра находится слой, который называют мантией. Это те самые соединения кремния, о которых было сказано чуть раньше. Мантия тоже может подразделяться на слои: внешний твердый и внутренний жидкий. Верхний слой мантии называют корой. Он подвергается различным внешним воздействиям и несколько отличается от более близких к центру планет слоев мантии.

У этих планет есть магнитные поля: почти незаметное у Венеры и ощутимое у Земли. Меркурий и Марс обладают магнитными полями средней напряженности.

Наконец, п.з.г. бедны естественными спутниками. На четыре п.з.г. приходится всего три спутника: один большой у Земли и два крохотных у Марса.

Венера лишь немного меньше Земли. Венера является второй по близости к Солнцу планетой, находящейся на расстоянии около 108 млн. км (67 млн. миль) или 0,72 АС. День на Венере длится около 243 земных суток (время, необходимое Венере для совершения одного полного оборота вокруг своей оси). Венера совершает один полный оборот вокруг Солнца (год на Венере) за 225 земных суток. Венера является твердой планетой (как и другие планеты земного типа). Твердая поверхность Венеры сильно кратерированна (много кратеров) и имеет вулканический пейзаж. Плотная и токсичная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (CO₂) и азота (N₂), с облаками из серной кислоты (H₂SO₄) , совсем недавно еще ученые обнаружили следы некоторого количества воды в атмосфере. Атмосфера тут тяжелее, чем у любой другой планеты, что приводит к давлению, превышающему Земное в 90 раз. Венера – самая горячая планета в Солнечной системе и вторая от Солнца, после Меркурия. Венера не имеет спутников. Вокруг Венеры не существует кольца. Венера вращается в обратном направлении (ретроградное вращение), по сравнению с другими планетами. Это означает, что Солнце на Венере встает на западе и заходит на востоке. Более 40 космических аппаратов исследовали Венеру. Миссия Магеллан прибыла на орбиту Венеры в 1990-х и отобразила около 98 процентов поверхности планеты. Нет никаких доказательств жизни на Венере. Очень высокие температуры на планете, достигающие почти 480 градусов по Цельсию (900 градусов по Фаренгейту) являются явной преградой для жизни в том виде, в которой мы ее знаем.  Этой температуры более чем достаточно, для того, чтобы расплавить горячий свинец. Зонды, которые ученые высаживали там, оставались невредимыми лишь на несколько часов, после чего они были уничтожены. Поверхность Венеры чрезвычайно суха. Здесь нет никакой жидкости (воды) на ее поверхности, потому что высокая температура заставляет выкипать ее полностью. Примерно две трети поверхности Венеры покрыто плоскими, гладкими равнинами, в которых присутствуют тысячи вулканов, в пределах от 0.5 до 150 миль (от 0.8 до 240 километров) в ширину, с потоками лавы, вьющимися каналами достигающими до 3,000 миль (5,000 километров) в длину. Шесть горных районов составляют около одной трети поверхности Венеры. Один горный хребет, именуемый Максвелл, достигает около 540 миль (870 км) в длину и до 7 миль (11.3 километров) в высоту, что делает его самым высоким на планете.

2.                  Планеты-гиганты (П.-г.)

Планеты-гиганты расположились за орбитой Марса. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Уже давно астрономы знают, что планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Самый легкий гигант – Уран – в 14,5 раза массивнее Земли. Но даже самая массивная планета Солнечной системы – Юпитер – в 1 000 раз уступает в этом показателе Солнцу. Впрочем, надо сказать, что по астрономическим меркам эту разницу можно назвать значительной, но не огромной. В то же время, плотность планет гигантов 3-7 раз уступает плотности планет земной группы.

Орбиты планет-гигантов и Плутона

У планет-гигантов нет ни твердой, ни жидкой поверхности. Газы их обширных атмосфер, уплотняясь с приближением к центру, постепенно переходят в жидкое состояние. Именно отсутствие резкого перехода от газобразного состояния вещества в атмосфере к твердому или жидкому позволяет нам говорить о планетах-гигантах как о планетах без поверхности.

Эти планеты быстро совершают один оборот вокруг своей оси (10-18 часов). При этом, они вращаются слоями: слой планеты, расположенный вблизи экватора, вращается быстрее всего, а околополярные области являются самыми неторопливыми. Как мы увидели раньше, планеты-гиганты – нетвердые планеты, этим обстоятельством и вызвано их необычное вращение. По той же причине гиганты сжаты у полюсов, что можно заметить в простой телескоп. Солнце, являясь газовым шаром, тоже вращается слоями, но с периодом 25-35 суток.

Юпитер и Сатурн, их атмосферы состоят из легких элементов: водорода и гелия. Уран и Нептун в значительной степени содержат в себе метан, аммиак, воду и другие не слишком тяжелые соединения. Другие элементы тоже есть, но их гораздо меньше. Ученые выяснили, что с увеличением массы гиганта растет и его атмосфера. Следовательно, самой обширной атмосферой обладает Юпитер. Уран и Нептун, близкие по массе, мало отличаются и своими атмосферами. Сатурн занимает промежуточное положение. Разница в химическом составе гигантов обусловлена ходом эволюции Солнечной системы.

В центре гигантов есть небольшое твердое ядро, но оно относительно невелико. Как было сказано, атмосфера каждого гиганта плавно переходит в жидкость, а та постепенно тоже уплотняется к центру планет. Скорее всего, в недрах планет-гигантов, где высоки давление и температура, есть слой водорода, обладающего металлическими свойствами. Это необычное вещество не является в полной мере ни газообразным, ни твердым. Но оно обладает важным свойством: проводит ток. Благодаря этому, планеты-гиганты обладают магнитным полем. Здесь, впрочем, есть много неясного, требующего уточнений в будущем.

Магнитные поля планет-гигантов, в целом, превосходят магнитные поля планет земной группы. Интенсивность магнитного поля качественно определяется размерами магнитосферы планеты: пространства вокруг нее, в котором магнитное поле Солнца уступает планетному. Влияние солнечного ветра – потока заряженных частиц, вырывающихся с поверхности Солнца, – делает очертания магнитосфер несимметричными. В направлении Солнца магнитосферы сплюснуты и непротяженны, зато в обратном направлении они сильно вытянуты (см. подробнее на примере магнитосферы Земли). У всех исследованных планет, кроме Сатурна, ось симметрии магнитного поля составляет значительный угол с осью вращения самой планеты.

Почти все естественные спутники планет в Солнечной системе вращаются вокруг планет-гигантов. Точное их число еще не известно. Но лишь три из 102 [известного на сегодня спутника] имеют отношение к п.з.г. У Сатурна открыто 30 спутников, у Урана – 21, у Юпитера – 39, у Нептуна – 8.

Кроме спутников, планеты-гиганты обзавелись еще и кольцами – скоплениями мелких частиц, вращающихся вокруг планет и собравшихся вблизи плоскости их экваторов. Однако только Сатурн обладает внушительными по размерам кольцами. Остальные планеты-гиганты обладают лишь невнятными и еле различимыми колечками.

3.       Различия планет двух групп

Планеты земной группы обладают существенно меньшими размерами и массами, но большей плотностью. Они ближе расположены к Солнцу и, как мы знаем, быстрее движутся по орбитам. Кроме того, они гораздо медленнее вращаются вокруг своей оси и меньше сжаты у полюсов, чем планеты-гиганты. Последние имеют гораздо более внушительные атмосферы и магнитосферы. Они состоят, преимущественно, из легких элементов и веществ, у них нет твердой или жидкой поверхности. Число естественных спутников у планет этой группы велико: 98 из 102 известных в Солнечной системе. Также у планет-гигантов есть образования из мелких частиц – кольца, которые отсутствуют у планет земной группы.

Сейчас астрономам известны девять больших планет. Однако планет земной группы и планет-гигантов набирается лишь восемь. Девятой планетой почти по всем статьям является Плутон – девятая по удаленности, девятая по массе и размерам. Она не подходит ни к одной из групп, описанных выше. Плутон – крохотный ледяной шар, с атмосферой из тяжелых газов. Он больше походит на некоторые спутники планет-гигантов, причем кое-каким из них уступает в массе и размерах. Плотность Плутона примерно в два раза больше плотности воды. У Плутона есть один спутник. О магнитном поле планеты точно ничего неизвестно. Из-за удаленности своей эта планета изучена крайне плохо. На рубеже веков и тысячелетий астрономы стали подумывать об исключении Плутона из списка планет…

4.                  Общие закономерности движения планет

Все без исключения планеты движутся по орбитам в одну сторону, совпадающую с направлением вращения Солнца вокруг своей оси. Это направление против часовой стрелки, если смотреть на Солнечную систему со стороны Северного полюса Земли (а также Солнца и других планет). Такое направление называют прямым. (Противоположное направление – обратным). 

Вокруг своей оси большинство планет тоже вращается в прямом направлении (с запада на восток). Уран и Плутон вращаются лежа на боку. Тот небольшой угол, который есть между плоскостью орбиты каждой из этих двух планет и осью их осевого вращения, позволяют определить и для них направление вращения вокруг оси. Это направление обратное. Чуть по иному обстоит дело с Венерой. Ось вращения планеты почти перпендикулярна плоскости орбиты, но и тут наблюдается обратное вращение. У всех остальных планет угол между осью вращения и плоскостью орбиты не больше чем на 30° отличается от прямого. Повторимся: у этих планет прямое осевое вращение.

Уже упоминавшиеся плоскости орбит почти без исключений близки к плоскости экватора Солнца. Только орбита Плутона больше, чем на 15°, отстоит от этого среднего уровня. Эта градусная величина называется наклоном орбиты. Для остальных планет этот наклон меньше, чем 5°. Только Меркурий дотянул до 7°. Меркурий и Плутон, таким образом, имеют самые вытянутые орбиты

5.                  Спутники планет

Спутники – еще одним тип небесных тел, населяющих Солнечную систему. Эти тела вращаются не вокруг Солнца, а вокруг планет. В этом смысле, планеты являются спутниками Солнца.

Большинство известных спутников вокруг своих планет также вращаются в прямом направлении, за немногими исключениями. Орбиты спутников в большинстве своем близки к плоскости экваторов своих планет.

Почти все естественные спутники планет в Солнечной системе вращаются вокруг планет-гигантов. Точное их число еще не известно. Но лишь три из 102 [известного на сегодня спутника] имеют отношение к п.з.г. У Сатурна открыто 30 спутников, у Урана – 21, у Юпитера – 39, у Нептуна – 8.

Всего у всех планет С.с. 63 более или менее крупных спутника (известно на сегодняшний день).

Постоянно открываются новые небесные тела благодаря фотографиям, которые делают автоматические космические аппараты. Они способны засечь даже самый маленький спутник диаметром всего 10 км (Леда, Юпитер).

6.                  Прочее «население» С.с: астероиды (пояс астероидов между орбитами Юпитера и Марса), кометы, метеорные тела, излучение

Астероиды

Между орбитами Юпитера и Марса проходят орбиты тысяч небольших (в среднем, несколько километров) и немассивных тел, именуемых астероидами. Эти тела, которые еще именуют малыми планетами, неимеют правильной формы и по химическому составу близки к непланетам земной группы. Орбиты астероидов имеют различные углы с плоскостью эклиптики. Эти орбиты часто заметно вытянуты. Однако все известные астероиды вращаются вокруг Солнца в прямом направлении. За орбитой Нептуна, как позволяют судить последние наблюдения, тоже находится пояс астероидов. Орбита планеты Плутон, видимо, уже проходит внутри этого пояса.

Кометы

Кометы, состоящие из смеси замерзших газов и пыли (грязные снежки). Они тоже похожи на малые планеты. Приближаясь к Солнцу, кометы прогреваются, и с их поверхности начинают испаряться газы, которые светятся под воздействием солнечного излучения. Солнечный же ветер отбрасывает испарившиеся частицы, образуя так называемые кометные хвосты, направленные всегда прочь от Солнца. Как и астероиды, кометы обладают малыми массами. Размеры комет за счет длины хвоста могут значительно превосходить размер самого Солнца. При этом средняя плотность комет ничтожно мала. Орбиты хвостатых светил могут быть самыми различными: у них всевозможные эксцентриситеты, наклоны к плоскости эклиптики. Кометы могут двигаться вокруг Солнца, как в прямом, так и в обратном направлении.

Метеорные тела

По самым разным орбитам в Солнечной системе движется бессчетное число крохотных метеорных тел. Их размеры составляют от долей миллиметра до нескольких метров. Строго говоря, между метеорными телами и астероидами нет четкого разграничения. Иногда удается найти на поверхности Земли упавшие метеорные тела – метеориты. Исследования показали, что метеориты можно разделить на три группы: каменные, железо-каменные и железные. Разделение происходит на основе содержания в метеоритах металлов: железа и никеля.

7.                  Излучение

Вся Солнечная система пронизана излучением всех длин волн. Это, в основном, излучение Солнца. Планеты тоже излучают в тепловых лучах. Видим же мы их благодаря отраженному свету Солнца. Частицы, вырывающиеся с поверхности Солнца, образуют изменяющиеся по интенсивности потоки солнечного ветра, который также заметен в любой точке Солнечной системы вне пределов магнитосфер планет.

8.                  История возникновения планет

Согласно самому распространенному мнению, примерно 5 миллиардов лет назад одно из облаков Галактики стало сжиматься к центру и образовало наше Солнце. Сформировавшееся тело имело огромную силу притяжения, и все находящиеся вокруг частицы газа и пыли стали соединяться и слипаться в шары (это и есть нынешние планеты).

Скачано с www.znanio.ru